AI가 쓰레기 투입량 알아서 척척…일산화탄소 배출 50% 급감

SK에코플랜트 소각로에 AI 적용, 에너지 판매수익은 증가

AI가 소각로 온도·압력 등 데이터를 분석 및 학습해 폐기물 투입 최적 시점을 안내하는 모습/사진=SK에코플랜트

SK에코플랜트가 소각로에 AI(인공지능)를 적용한 결과 대기오염 물질이 종전대비 확연히 줄어드는 것으로 드러났다.

12일 SK에코플랜트에 따르면 소각로에 AI 적용 300일 이후 폐기물 처리 데이터를 분석한 결과 AI를 적용한 소각로에서 주요 유해 물질인 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx) 배출량이 각각 49.9%, 12.2% 줄었다. 누적 폐기물 처리량 15만톤을 기반으로 분석했다.

소각로는 폐기물을 태울 때 소각로 내 온도 편차가 심할수록 불완전연소로 인해 유해 물질 발생량이 증가한다. 국내 소각장은 정부 가이드라인에 따라 오염물질 배출량 기준을 준수한다. 다만 소각로 운전자의 경험적 판단으로 폐기물 투입량을 조절하기 때문에 온도를 항상 일정 수준으로 유지하는 데에는 한계가 있다. 소각 온도를 일정하게 유지하는 것은 소각로의 효율과 폐기물 처리 효과를 극대화하는 데 가장 중요하다.

SK에코플랜트의 AI 소각로는 소각로 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 안내하는 솔루션이다. 소각로에 설치한 센서 및 계측기를 통해 온도, 압력, 투입량 등 약 200개의 데이터를 확보하고, 70여개의 핵심 데이터로 변환해 AI가 이를 반복 학습하는 구조다.

AI는 소각로 특성에 맞도록 학습을 반복해 얻은 결과를 바탕으로 △폐기물 투입 시기 △소각로 최적 온도 △송풍량 △에너지회수율 등을 최적화할 수 있는 10개의 알고리즘을 도출해 운전자에게 안내한다. 이를 통해 오염물질 배출은 최소화하고 센서를 통해 비정상적인 진동, 전류 등을 감지해 소각로의 유지보수 비용도 줄일 수 있다.

AI 도입으로 소각로 온도 편차가 줄면서 열효율이 높아지는 효과도 나타났다. 에너지 판매 수익도 5개 소각장에서 평균 300일간 총 7억2000만원 증가했다. 소각로 1기당 스팀 판매는 평균 연 2억3000만원, 전기 판매는 연 1억3000만원이 증가하는 것으로 분석됐다. SK에코플랜트는 소각로에서 발생한 열에너지를 지역 산업체에 폐열 또는 스팀(증기)으로 판매하거나 인근 주거지역에 난방열로 공급하고 있다.

SK에코플랜트는 지난 2021년 12월 충청환경에너지 소각시설에 AI 솔루션을 처음 적용했다. 이후 지난해 10월 경인환경에너지를 비롯한 4개의 소각시설에도 추가 적용을 완료했다. 이번 데이터는 SK에코플랜트의 소각 자회사에 적용된 총 5곳 소각시설의 AI 솔루션 적용시점부터 지난 5월까지의 평균 운영일수 300일간의 누적 실적을 바탕으로 자체분석한 수치다.

해외 수출도 성과를 거두고 있다. 지난 3월 베트남 북부 박닌 지역에 위치한 일 180톤 처리 규모의 소각장에 AI 솔루션 적용을 위한 업무협약을 체결했으며, 현재 말레이시아 유일의 국영산업폐기물 소각 업체인 센바이로(Cenviro)와도 AI 솔루션 수출을 위한 협의가 진행 중이다.

박경일 SK에코플랜트 사장은 "기존 폐기물 산업의 디지털전환을 통해 오염물질 저감과 폐기물의 에너지화(Waste to Energy) 가속화뿐 아니라 환경산업 관리역량을 한 단계 끌어올리는 세 마리 토끼를 잡았다"며 "앞으로도 디지털 기술을 통해 환경산업 고도화에 앞장설 것"이라고 말했다.

배규민 기자 bkm@mt.co.kr